一项利用纳米气泡的简单涂层改进使过滤速度提高66%，燃料电池功率增加20%。
锂离子电池、氢燃料电池和水过滤系统构成了当今清洁技术发展的支柱，但其性能仍受限于薄膜涂层的缺陷。
这些对功率输出、耐用性和效率至关重要的薄膜，常常存在结构不均匀、孔隙率低和制造效率低下的问题。
一项新的突破有望在不改变化学配方的前提下解决这些限制，提供一种更智能的方法，从相同材料中榨取更多性能。
总部位于美国加利福尼亚州霍桑市的全球纳米气泡技术领导者摩利尔公司（Moleaer Inc.）公布了一项正在申请专利的薄膜突破性技术，该技术有望显著提高锂离子电池、质子交换膜（PEM）燃料电池、绿氢系统和水过滤膜的效率。
尽管该技术能带来高影响力的性能提升，但它并非没有局限，尤其是在可制造性和规模化方面。
这项创新将纳米气泡直接整合到薄膜制造过程中，从而改善了孔隙率、混合物分散性和结构完整性。
纳米气泡改变游戏规则
这些薄膜是能源和水系统中的关键组件，应用于多种系统，包括超滤膜、氢电解槽中的催化剂层以及电动汽车电池。
这种新的非侵入性方法在生产过程中将数十亿个纳米气泡引入液体涂层。这些气泡能优化孔径分布、稳定浆料并提高涂层均匀性，从而生产出具有一致且可控孔隙率和颗粒尺寸的薄膜。
其效果在各领域都显而易见：
超滤膜：由于表面和横截面孔隙率增加，其透水率提高了66%，同时不影响水质或结构完整性。这有望显著降低工业和市政水处理系统的能耗足迹。
PEM燃料电池：利用纳米气泡的方法在相同活性面积下使功率输出提高了20%，从而为车辆和便携式应用提供更紧凑、更具成本效益的系统。
制氢（PEM水电解）：在运行电压下，电流密度提高了17%。这意味着每生产一公斤氢气所需的电力消耗减少，这对于绿氢的经济可行性是一个重要里程碑。
更清洁的技术，更强的输出
对于锂离子电池，增强型薄膜实现了更快的充电速度、更高的容量保持率以及更好的高倍率（高C倍率）性能，这些优势有助于延长电池寿命并在苛刻条件下提供更佳性能。
摩利尔公司首席执行官尼克·戴纳（Nick Dyner）表示：“薄膜是清洁能源和水技术的基石，但传统的制造方法限制了我们可以从中释放的性能。我们利用纳米气泡的工艺在不改变配方或流程的情况下解决了这些限制，从而在功率、效率和可持续性方面实现了提升。”
该工艺已经过独立验证和同行评审，证明纳米气泡可以精确地引入到现有生产线中。这种方法不需要重大的工艺改造，使制造商能够轻松采用。
摩利尔公司高级研发应用工程师穆罕默德·阿卜杜勒拉赫曼博士（Dr. Mohamed Abdelrahman）解释说：“纳米气泡就像隐形的支架。它们改善了材料在制造过程中的自组织方式，从而生产出性能更高、浪费更少、缺陷更少的薄膜。”
随着对清洁能源和水技术的需求激增，这项创新提供了一种可扩展且经济高效的解决方案。摩利尔公司计划通过与领先的膜和能源公司合作来实现该技术的商业化。
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